巖石蠕變損傷模型.pdf

1、流變現(xiàn)象廣泛存在于各種巖石類材料工程中，大量的工程破壞現(xiàn)象（邊坡、大壩等結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞）都和流變特性有著緊密的聯(lián)系，其中，巖石的蠕變現(xiàn)象最為常見。所以，對于巖石蠕變特性的研究對巖石工程具有重要的理論和指導(dǎo)意義。一直以來，巖石的蠕變特性就是巖石力學(xué)中研究的熱點(diǎn)內(nèi)容，不僅研究的內(nèi)容越來越來豐富，還取得了豐碩的研究成果。即便如此，對于模擬和描述巖石的時效性和研究巖石流變特性等方面還不是很成熟，在巖石工程領(lǐng)域還有很多亟待解決的問題。
　　在

2、理論方面，本文引入分?jǐn)?shù)階微積分理論，基于彈性、塑性、黏性元件的力學(xué)性質(zhì)，構(gòu)建了分?jǐn)?shù)階非線性模型，通過理論推導(dǎo)得到本構(gòu)方程。同時，從損傷理論和耗散材料的不可逆熱力學(xué)出發(fā)，考慮損傷因子對材料系數(shù)的影響，得出損傷體，然后將損傷體與經(jīng)典Burgers體串聯(lián)提出一種新的元件組合模型，并進(jìn)行理論推導(dǎo)得到蠕變本構(gòu)方程。通過不同的理論基礎(chǔ)和不同的研究角度，旨在建立一個能夠模擬巖石蠕變?nèi)^程的模型，為研究巖石蠕變特性提供一定的理論依據(jù)。
　　在試驗

3、驗證方面，本文通過泥巖和兩種不同的巖鹽（喬后巖鹽和長山巖鹽）分別對兩種模型進(jìn)行試驗驗證，結(jié)合兩種模型的蠕變本構(gòu)方程，并利用Matlab擬合工具箱，推導(dǎo)得到巖石材料參數(shù)，最后進(jìn)行同一模型模擬不同巖石試件的橫向分析和不同模型描述同一巖石蠕變的縱向分析。
　　最后，通過損傷模型和分?jǐn)?shù)階模型理論和試驗曲線的對比分析，結(jié)果表明損傷模型比分?jǐn)?shù)階模型更能很好地模擬泥巖和兩種巖鹽的蠕變?nèi)^程，得到了損傷效應(yīng)在研究巖石類材料工程中的重要意義，同樣也